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时分多路复用:把传输信道按时间来分割，为每个用户指定一 个时间间隔，每个间隔里传输信号的一部分，这样就可以使 许多用户同时使用一条传输线路。这是数字通信的主要手段。 例如，话音信号的采样频率f＝8000 Hz，它的采样周期＝125 m s，这个时间称为1帧(frame)。在这个时间里可容纳的话路 数有两种规格：24路制和30路制。
表3-02 多次复用的数据传输率
PCM在通信中的应用
• PCM信号复用的复杂程度，通常用“群(group)”表示 • 一次群(基群)的30路(或24路),北美叫做T1远距离数字通信线， • 在欧洲叫做E1远距离数字通信线和E1等级。 • 二次群的120路(或96路) • 三次群的480路(或384路)
DPCM
DPCM编码,简称差值编码，是对模拟信号幅度 抽样的差值进行量化编码的调制方式(抽样差 值的含义请参见“增量调制”)。
原始的模拟信号经过时间采样，然后对每一样 值进行量化，作为数字信号传输。
这种方式是用已经过去的抽样值来预测当前的 抽样值，对它们的差值进行编码。差值编码可 以提高编码频率，这种技术已应用于模拟信号 的数字通信之中。
差分脉码调制(DPCM)
DPCM不对每一样值都进行量化，而是预测下一样值， 并量化实际值和预测值之间的差。
DPCM是基本的编码方法之一，在大量的压缩算法中被 采用，比如JPEG的DC分量就是采用DPCM编码的。
举例说明DPCM编码原理： 设DPCM系统预测器的预测值为前一个样值，假设输入信
号已经量化，差值不再进行量化。若系统的输入为{0 1 2 1 1 2 3 3 4 4 …}，则预测值为{0 0 1 2 1 1 2 3 3 4 …}， 差值为{0 1 1 –1 0 1 1 0 1 0 …}，差值的范围比输入样 值的范围有所减小，可以用较少的位数进行编码。
数字网络等级 T1/E1 T2/E2 T3/E3 T4/E4 T5/E5
美国 64 kb/s话路数
24
96
672
4.32
总传输率(Mb/s) 1.544 6.512 44.736 274.176
数字网络等级
1
2
3
4
5
欧洲 64 kb/s话路数
30 120 480
1920
7680
总传输率(Mb/s) 2.048 8.448 34.368 139.264 5600
PCM在通信中的应用
PCM在通信中的应用
• 24路制的重要参数如下： 1. 每秒钟传送8000帧，每帧125 m s。 2. 12帧组成1复帧(用于同步)。 3. 每帧由24个时间片(信道)和1位同步位组成。 4. 每个信道每次传送8位代码，1帧有24 × 8 ＋1＝193位(位)。 5. 数据传输率R＝8000×193＝1544 kb/s。 6. 每一个话路的数据传输率＝8000×8=64 kb/s。 • 30路制的重要参数如下ห้องสมุดไป่ตู้ 1. 每秒钟传送8000帧，每帧125 m s。 2. 16帧组成1复帧(用于同步)。 3. 每帧由32个时间片(信道)组成。 4. 每个信道每次传送8位代码。 5. 数据传输率：R＝8000×32×8＝2048 kb/s。 6. 每一个话路的数据传输率＝8000×8=64 kb/s。
m 律压扩和A律压扩
m 律压扩： 北美和日本等地区 13位PCM编码转换城8位。
A律压扩 欧洲和中国大陆等地区， 14位PCM编码转换城8位 输出信号均为64Kb/s
PCM在通信中的应用
提高线路利用率通常用下面两种方法
频分多路复用 :把传输信道的频带分成好几个窄带，每个窄 带传送一路信号。例如，一个信道的频带为1400 Hz，把这个 信道分成4个子信道(subchannels)：820～990 Hz, 1230～ 1400 Hz, 1640～1810 Hz和2050～2220 Hz，相邻子信道间相 距240 Hz，用于确保子信道之间不相互干扰。每对用户仅占 用其中的一个子信道。这是模拟载波通信的主要手段。
PCM编码详解
第3章 话音编码
重点：
脉冲编码调制(PCM) 增量调制与自适应增量调制 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）
难点：
非均匀量化 增量调制 子带编码
脉冲编码调制(PCM)
PCM编码框图
“防失真滤波器”是一个低通滤波器，用来滤除声音频带以外的 信号；
“波形编码器”可暂时理解为“采样器”； “量化器”可理解为“量化阶大小(step-size)”生成器或者称为
日本 64 kb/s话路数
24
96
480
1440
总传输率(Mb/s) 1.544 6.312 32.064 97.728
预测编码
预测编码(Prediction Coding)：是指利用 前面的一个或多个信号对下一个信号进 行预测，然后对实际值和预测值的差进 行编码。两种典型的预测编码：
差分脉码调制（DPCM） 自适应差分脉码调制（ADPCM）
“量化间隔”生成器。
声音数字化有两个步骤：第一步是采样，就是每隔一 段时间间隔读一次声音的幅度；第二步是量化，就是 把采样得到的声音信号幅度转换成数字值。但那时并 没有涉及如何进行量化。量化有好几种方法，但可归 纳成两类：一类称为均匀量化，另一类称为非均匀量 化。采用的量化方法不同，量化后的数据量也就不同。 因此，可以说量化也是一种压缩数据的方法。
均匀量化
采用相等的量化间隔对采样得到的信号作量化，那么这种量化称 为均匀量化。均匀量化就是采用相同的“等分尺”来度量采样得 到的幅度，也称为线性量化
量化后的样本值Y和原始值X的差E=Y-X称为量化误差或量化噪声
非均匀量化
非线性量化：对输入信号进行量化时，大的输入信号 采用大的量化间隔，小的输入信号采用小的量化间隔。 这样就可以在满足精度要求的情况下用较少的位数来 表示。声音数据还原时，采用相同的规则。
在非线性量化中，采样输入信号幅度和量化输出数据 之间定义了两种对应关系，一种称为m 律压扩 (companding)算法，另一种称为A律压扩算法。
采样频率为8 kHz，样本精度为13位、14位或者16位 的输入信号，使用m 律压扩编码或者使用A律压扩编 码，经过PCM编码器之后每个样本的精度为8位，输出 的数据率为64 kb/s。这就是CCITT推荐的G.711标准。
表3-02 多次复用的数据传输率
PCM在通信中的应用
• PCM信号复用的复杂程度，通常用“群(group)”表示 • 一次群(基群)的30路(或24路),北美叫做T1远距离数字通信线， • 在欧洲叫做E1远距离数字通信线和E1等级。 • 二次群的120路(或96路) • 三次群的480路(或384路)
DPCM
DPCM编码,简称差值编码，是对模拟信号幅度 抽样的差值进行量化编码的调制方式(抽样差 值的含义请参见“增量调制”)。
原始的模拟信号经过时间采样，然后对每一样 值进行量化，作为数字信号传输。
这种方式是用已经过去的抽样值来预测当前的 抽样值，对它们的差值进行编码。差值编码可 以提高编码频率，这种技术已应用于模拟信号 的数字通信之中。
差分脉码调制(DPCM)
DPCM不对每一样值都进行量化，而是预测下一样值， 并量化实际值和预测值之间的差。
DPCM是基本的编码方法之一，在大量的压缩算法中被 采用，比如JPEG的DC分量就是采用DPCM编码的。
举例说明DPCM编码原理： 设DPCM系统预测器的预测值为前一个样值，假设输入信
号已经量化，差值不再进行量化。若系统的输入为{0 1 2 1 1 2 3 3 4 4 …}，则预测值为{0 0 1 2 1 1 2 3 3 4 …}， 差值为{0 1 1 –1 0 1 1 0 1 0 …}，差值的范围比输入样 值的范围有所减小，可以用较少的位数进行编码。
数字网络等级 T1/E1 T2/E2 T3/E3 T4/E4 T5/E5
美国 64 kb/s话路数
24
96
672
4.32
总传输率(Mb/s) 1.544 6.512 44.736 274.176
数字网络等级
1
2
3
4
5
欧洲 64 kb/s话路数
30 120 480
1920
7680
总传输率(Mb/s) 2.048 8.448 34.368 139.264 5600
PCM在通信中的应用
PCM在通信中的应用
• 24路制的重要参数如下： 1. 每秒钟传送8000帧，每帧125 m s。 2. 12帧组成1复帧(用于同步)。 3. 每帧由24个时间片(信道)和1位同步位组成。 4. 每个信道每次传送8位代码，1帧有24 × 8 ＋1＝193位(位)。 5. 数据传输率R＝8000×193＝1544 kb/s。 6. 每一个话路的数据传输率＝8000×8=64 kb/s。 • 30路制的重要参数如下ห้องสมุดไป่ตู้ 1. 每秒钟传送8000帧，每帧125 m s。 2. 16帧组成1复帧(用于同步)。 3. 每帧由32个时间片(信道)组成。 4. 每个信道每次传送8位代码。 5. 数据传输率：R＝8000×32×8＝2048 kb/s。 6. 每一个话路的数据传输率＝8000×8=64 kb/s。
m 律压扩和A律压扩
m 律压扩： 北美和日本等地区 13位PCM编码转换城8位。
A律压扩 欧洲和中国大陆等地区， 14位PCM编码转换城8位 输出信号均为64Kb/s
PCM在通信中的应用
提高线路利用率通常用下面两种方法
频分多路复用 :把传输信道的频带分成好几个窄带，每个窄 带传送一路信号。例如，一个信道的频带为1400 Hz，把这个 信道分成4个子信道(subchannels)：820～990 Hz, 1230～ 1400 Hz, 1640～1810 Hz和2050～2220 Hz，相邻子信道间相 距240 Hz，用于确保子信道之间不相互干扰。每对用户仅占 用其中的一个子信道。这是模拟载波通信的主要手段。
PCM编码详解
第3章 话音编码
重点：
脉冲编码调制(PCM) 增量调制与自适应增量调制 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）
难点：
非均匀量化 增量调制 子带编码
脉冲编码调制(PCM)
PCM编码框图
“防失真滤波器”是一个低通滤波器，用来滤除声音频带以外的 信号；
“波形编码器”可暂时理解为“采样器”； “量化器”可理解为“量化阶大小(step-size)”生成器或者称为
日本 64 kb/s话路数
24
96
480
1440
总传输率(Mb/s) 1.544 6.312 32.064 97.728
预测编码
预测编码(Prediction Coding)：是指利用 前面的一个或多个信号对下一个信号进 行预测，然后对实际值和预测值的差进 行编码。两种典型的预测编码：
差分脉码调制（DPCM） 自适应差分脉码调制（ADPCM）
“量化间隔”生成器。
声音数字化有两个步骤：第一步是采样，就是每隔一 段时间间隔读一次声音的幅度；第二步是量化，就是 把采样得到的声音信号幅度转换成数字值。但那时并 没有涉及如何进行量化。量化有好几种方法，但可归 纳成两类：一类称为均匀量化，另一类称为非均匀量 化。采用的量化方法不同，量化后的数据量也就不同。 因此，可以说量化也是一种压缩数据的方法。
均匀量化
采用相等的量化间隔对采样得到的信号作量化，那么这种量化称 为均匀量化。均匀量化就是采用相同的“等分尺”来度量采样得 到的幅度，也称为线性量化
量化后的样本值Y和原始值X的差E=Y-X称为量化误差或量化噪声
非均匀量化
非线性量化：对输入信号进行量化时，大的输入信号 采用大的量化间隔，小的输入信号采用小的量化间隔。 这样就可以在满足精度要求的情况下用较少的位数来 表示。声音数据还原时，采用相同的规则。
在非线性量化中，采样输入信号幅度和量化输出数据 之间定义了两种对应关系，一种称为m 律压扩 (companding)算法，另一种称为A律压扩算法。
采样频率为8 kHz，样本精度为13位、14位或者16位 的输入信号，使用m 律压扩编码或者使用A律压扩编 码，经过PCM编码器之后每个样本的精度为8位，输出 的数据率为64 kb/s。这就是CCITT推荐的G.711标准。